W/SiC界面反应层对SiC纤维拉伸断裂行为的影响

采用直流电热化学气相沉积(CVD)法制备出高强度SiC纤维(W芯),采用拉伸试验、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对SiC纤维的强度、相组成、断口特征及微观结构进行了分析。结果表明,CVD-SiC纤维主要由β-SiC组成;制备过程中W芯同SiC发生化学反应,产生厚度约300nm的界面反应层,且反应层处存在着较大的残余拉应力;高强度SiC纤维裂纹产生于W/SiC界面反应层处,而低强度SiC纤维的裂纹源多处于W芯内部或纤维表面。

W/SiC纳米多层膜的调制结构及调制界面

采用 XRD和 HREM技术研究了多靶磁控溅射法制备的 W/Si C纳米多层膜的微结构 .结果表明 ,在多层膜中 ,Si C调制层为非晶态 ;W调制层在大调制周期时为纳米晶 ,随调制周期减小逐渐转变为非晶态 .W/Si C纳米多层膜的调制结构界面平直、清晰、周期性好 ,而在原子尺度上 。

SiC纤维增强钛基复合材料界面反应机理

本文应用相图和扩散通道理论分析了 SiC/Ti 复合材料界面反应的过程及界面区微观形貌,SiC 纤维的表面状态直接影响着 SiC/Ti 界面反应的扩散通道。在 SiC 纤维表面涂覆 TiC,或涂覆碳基涂层使 Ti_3SiC_2层优先形成,能有效地控制界面反应,保护SiC 纤维,界面区中反应产物层的排列顺序不一定与扩散通道所示的相顺序一一对应。

热压工艺对SiC_(f)/Ti复合材料界面反应层生长影响的数值模拟

提出一个热-力-扩散-反应强耦合相场模型来研究热压烧结制备工艺对连续碳化硅纤维增强钛基复合材料中金属间化合物生长规律的影响。模拟结果表明,在两种不同温度下各个界面反应层(Ti_(3)SiC_(2)/Ti_(5)Si_(3)Cx/Ti_(5)Si_(3)Cx+TiC/TiC)的厚度生长与试验值吻合较好。增大外加压力能促进界面层厚度的生长,但对其中抗拉强度最低的Ti_(5)Si_(3)层的生长起显著的抑制作用,同时使各界面反应层由周向拉应力状态逐渐转变为压应力。温度的升高使断裂韧度最大的Ti_(3)SiC_(2)层厚度增大,但也使总界面层和Ti_(5)Si_(3)层的厚度增加。因此,在制备工艺上适当增加压力并选择合适的温度,得到厚度适宜的界面反应层的同时,尽可能使Ti_(5)Si_(3)层变薄和Ti_(3)SiC_(2)层变厚是提高SiCf/Ti复合材料力学性能的重要途径。

熔渗法制备MoSi2改性C/C复合材料的组织结构与力学性能

以Si和SiO2粉为原料,采用化学气相反应法在多孔低密度C/C复合材料的表面和内部制备SiC涂层,然后以MoSi2粉末为原料分别对C/C复合材料以及SiC涂层改性的C/C复合材料进行反应熔渗,获得MoSi2改性C/C复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射以及电子探针显微分析对该复合材料的微观形貌与结构进行研究,并测试材料的抗弯强度。结果表明,与MoSi2直接熔渗制备Si-Mo改性C/C复合材料相比,熔渗前制备SiC涂层作为界面层,可有效降低Si-Mo改性C/C复合材料的孔隙率,获得更加致密的Si-Mo改性C/C复合材料,材料密度从2.93 g/cm^3提高到3.20 g/cm^3,开孔率从10.77%降低到4.07%;抗弯强度从87 MPa提高到121 MPa。该复合材料中SiC和MoSi2的含量较高,弯曲断裂呈现假塑性断裂。